DE19849662A1

DE19849662A1 - Air-conditioning system for control of temperature and humidity of room has system of permeable and watertight pipes embedded in porous building blocks

Info

Publication number: DE19849662A1
Application number: DE1998149662
Authority: DE
Inventors: Burkhard Heyden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2000-05-04

Abstract

The system may use a set of pipes embedded in a porous wall, running horizontally and having alternate porous and watertight pipes spaced apart vertically, either at equal intervals or with the porous pipes immediately underneath and touching the watertight pipes. The horizontal pipes may be connected in parallel or in series. There may be an embedded trough for condensate, under the lowermost horizontal pipe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Heizen oder Kühlen eines Rau mes bei gleichzeitiger Be- oder Entfeuchtung der Raumluft mittels eines thermo-hygro-aktiven Bauelementes, welches eine raumbegrenzende oder raumteilende Funktion erfüllt, bestehend aus einem wasser- und wasserdampfdurchlässigen (im weiteren porös genannt) Baustoff in wel chem ein wasserdichtes Röhrensystem durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel und in welchem weiterhin ein wasserdurchlässiges Röh rensystem gefüllt mit Wasser zur Befeuchtung oder mit Luft oder einem Luft-Wasser-Wasserdampf-Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung integriert sind, und ein thermo-hygro-aktives Bauelement hierzu.The invention relates to a method for heating or cooling a room mes with simultaneous humidification or dehumidification of the room air using a thermo-hygro-active component, which is a space-limiting or space dividing function, consisting of a water and water vapor permeable (hereinafter referred to as porous) building material in wel chem a waterproof pipe system through which a heating or coolant and in which still a water-permeable tube system filled with water for humidification or with air or a Air-water-water vapor mixture with simultaneous negative pressure Dehumidification are integrated, and a thermo-hygro-active component For this.

Das Heizen und Kühlen von Räumen und das Be- und Entfeuchten der Raumluft erfolgt in modernen Anlagen durch Klimaanlagen mit soge nannten Nur-Luft-Systemen oder durch Wasser-Luft-Systeme. Die Anfor derungen Heizen, Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten können einzeln oder kombiniert entsprechend der nachfolgenden Matrix auftreten.
The heating and cooling of rooms and the humidification and dehumidification of the room air is carried out in modern systems by air conditioning systems with so-called air-only systems or by water-air systems. The heating, cooling, humidifying and dehumidifying requirements can occur individually or in combination in accordance with the following matrix.

Moderne Nur-Luft-Systeme werden in ihren Luftvolumenströmen und Lufteintrittszuständen so bemessen und im praktischen Betrieb so gere gelt, daß die quantitativen positiven oder negativen Wärme- und Feuch telasten, welche die jeweiligen Einzel- oder Kombinationsanforderung hervorrufen, abgeführt werden. Dies ist im stationären und quasistationä ren Fall - der im allgemeinen angestrebt wird - erfüllt, wenn die Enthalpie bilanz und die Feuchtebilanz um die Zu- und Abluftströme einschließlich der Wärme- bzw. Feuchtelasten des Raumes Null ergeben. Aus den Bi lanzgleichungen können für fixierte Raumluftzustände die Eintrittspara meter Zulufttemperatur und Zuluftfeuchte berechnet werden. Bei richtiger Anlagendimensionierung folgen diese automatisch, wenn die Raumtem peratur und die Raumluftfeuchte als Sollwerte der Regelung dienen. Modern air-only systems are in their air volume flows and Air intake conditions measured in this way and in practical operation applies that the quantitative positive or negative heat and humidity telasten, which the respective individual or combination requirement cause, be led away. This is stationary and quasi-stationary case - which is generally sought - fulfilled if the enthalpy balance and the moisture balance including the supply and exhaust air flows the heat or moisture loads of the room are zero. From the Bi lance equations can be the entry para for fixed indoor air conditions meter supply air temperature and supply air humidity can be calculated. If correct System dimensions follow this automatically when the room temperature temperature and the room air humidity serve as setpoints for the control.

Moderne Wasser-Luft-Systeme führen im Grenzfall nur die hygienisch notwendigen Luftvolumenströme dem Raum zu. Diese Luftvolumenströme führen die gesamte Feuchtelast des Raumes ab, können aber nur einen sehr kleinen Anteil der maximal vorkommenden Wärmelast übernehmen. Der größte Lastanteil wird beispielsweise durch Heiz- und Kühlflächen - vornehmlich durch Heiz- und Kühldecken - kompensiert. Der Lufteintritts zustand ist so zu bemessen und im praktischen Betrieb so zu regeln, daß die Feuchtelast abgeführt wird und der Raumluftzustand bezogen auf die Feuchte auch bei niedrigen Außenluftfeuchten und geringer Feuchtelast im behaglichen Bereich liegt. Dies ist im stationären und quasistationären Fall erfüllt, wenn die Feuchtebilanz um die Zu- und Abluftströme ein schließlich der Feuchtelast des Raumes Null ergibt. Aus der Bilanzglei chung kann für fixierte Raumluftzustände die Zuluftfeuchte berechnet werden. Die Zulufttemperatur wird nach funktionstechnischen Gesichts punkten festgelegt, z. B. wird bei Quellüftung eine bestimmte Untertempe ratur am Eintritt realisiert, um die Verteilung der Zuluft über dem Fußbo den möglichst gleichmäßig zu gestalten und damit die Lüftungseffektivität zu sichern. Mit der Wahl der Zulufttemperatur ist die Größe der Wärme last, die kompensierbar ist, determiniert. Der bedeutend größere Restbe trag muß von den wasserdurchflossenen Heiz- und Kühlflächen über nommen werden. Die Auslegung erfolgt nach hinreichend bekannten Me thoden, wobei die Kühlflächenbemessung von der Randbedingung aus geht, daß die Taupunkttemperatur der Raumluft an keiner Stelle unter schritten wird. Bei richtiger Anlagendimensionierung und bei richtigem Re gelungsregime einschließlich der Sequenzen ergeben sich die Parameter Zuluftfeuchte und Wassereintrittstemperatur der Heiz- und Kühlflächen automatisch, wenn die Raumtemperatur und die Raumluftfeuchte als Sollwerte der Regelung dienen.In extreme cases, modern water-air systems only perform hygienically necessary air volume flows to the room. These air volume flows dissipate the entire moisture load of the room, but can only do one take over a very small proportion of the maximum heat load. The largest part of the load is caused, for example, by heating and cooling surfaces - primarily through heated and chilled ceilings - compensated. The air intake State is to be measured and regulated in practice so that the moisture load is dissipated and the room air condition related to the Humidity even with low outside air humidity and low moisture load lies in the comfortable area. This is stationary and quasi-stationary Case fulfilled when the moisture balance around the supply and exhaust air flows finally the moisture load of the room results in zero. From the balance sheet The supply air humidity can be calculated for fixed room air conditions become. The supply air temperature is based on functional aspects points set, e.g. B. is a certain sub-temperature at source ventilation ratur at the entrance realized to the distribution of the supply air over the Fußbo to make it as uniform as possible and thus the ventilation effectiveness to secure. With the choice of the supply air temperature is the size of the heat load that can be compensated is determined. The significantly larger restbe The load must flow from the heating and cooling surfaces through which water flows be taken. The design is based on well-known Me methods, the cooling surface dimensioning from the boundary condition goes that the dew point temperature of the room air never goes under is taken. With correct system dimensioning and with correct re regulation regimes including the sequences, the parameters result Supply air humidity and water inlet temperature of the heating and cooling surfaces automatically when the room temperature and the room humidity than Setpoints are used for control.

Die beschriebenen Verfahren können die komplexen - in der Matrix dar gestellten - Anforderungen korrekt erfüllen. Der energetische Aufwand zur Aufbereitung der Außenluft ist jedoch sehr hoch, da z. B. die Entfeuchtung in der Regel mittels Luftkühler, deren Oberflächentemperaturen unter der Taupunkttemperatur der Luft liegt, erfolgt. Die stark abgekühlte Luft muß anschließend wieder unter Energieaufwand aufgewärmt werden. Die Luft befeuchtung unter Beibehaltung der Temperatur ist ebenfalls sehr energi eintensiv, da zur Befeuchtung Wasserdampf eingesetzt werden muß. Er folgt die Befeuchtung durch versprühtes Wasser, so wird die Verdamp fungsenthalpie zunächst unter starker Abkühlung aus der Luft entnom men, die anschließend einer Erwärmung bedarf. Bezüglich des zuzufüh renden sehr hohen Enthalpiestromes sind beide genannten Verfahren gleichwertig. Es gibt deshalb zahlreiche Vorschläge die Luftaufbereitungs verfahren bezüglich des Energieaufwandes und/oder der Betriebskosten zu optimieren:
KRESLIN, A.: Automatische Steuerung von Klimaanlagen. Verlag Literatur für Bauwesen: Moskau 1972.
BORK, P.: Energieeinsparung bei Lüftungs- und Klimaanlagen mit Hilfe verbesserter Automatisierungskonzepte. atp (1986) Heft 4
BORK, P.: Verfahren zur Optimierung des Energieverbrauchs einer Luftaufbereitungsanlage. Patentschrift 34 39 288, München 1986
FEDER, U.: Grundstrukturen und Steueralgorithmen zur wirtschaftlichen Betriebsweise von Klimaanlagen und Möglichkeiten der Prozeßbewertung. Dissertation TU Dresden 1992
FEDER, U.: Patentschrift DD 295 706 A5
GLÜCK, B.: Verfahren zum Regeln von Temperatur und Feuchte von Luft in Räumen mittels einer raumlufttechnischen Anlage. Patent 43 30 646 (1993)
GLÜCK, B., SCHILLER, H.: Kombinationsverfahren zum optimalen Steuern und Regeln von Klimaanlagen. Patentanmeldung 1989.The described methods can correctly meet the complex requirements presented in the matrix. The energetic expenditure for the treatment of the outside air is however very high, because e.g. B. dehumidification is usually carried out by means of an air cooler, the surface temperature of which is below the dew point temperature of the air. The strongly cooled air must then be warmed up again using energy. The air humidification while maintaining the temperature is also very energy intensive, since water vapor must be used for humidification. It is followed by humidification by sprayed water, so the enthalpy of vaporization is first removed from the air with strong cooling, which then requires heating. With regard to the very high enthalpy flow to be fed, both of the methods mentioned are equivalent. There are therefore numerous suggestions for optimizing the air treatment processes with regard to energy consumption and / or operating costs:
KRESLIN, A .: Automatic control of air conditioning systems. Publishing house literature for construction: Moscow 1972.
BORK, P .: Energy saving in ventilation and air conditioning systems with the help of improved automation concepts. atp (1986) Issue 4
BORK, P .: Process for optimizing the energy consumption of an air treatment plant. Patent 34 39 288, Munich 1986
FEDER, U .: Basic structures and control algorithms for the economical operation of air conditioning systems and possibilities for process evaluation. Dissertation TU Dresden 1992
FEDER, U .: Patent specification DD 295 706 A5
GLÜCK, B .: Process for regulating the temperature and humidity of air in rooms using a ventilation and air conditioning system. Patent 43 30 646 (1993)
GLÜCK, B., SCHILLER, H .: Combination process for optimal control and regulation of air conditioning systems. Patent application 1989.

Vielfach versuchte man, die Luftaufbereitung zu umgehen und die notwen dige Außenluftzufuhr durch Fensterlüftung zu realisieren. Der Einsatz von Kühldecken mit Fensterlüftung hat sich jedoch nicht bewährt, da gerade an schwülwarmen Sommertagen aufgrund des hohen Taupunktes der Außenluft die Kaltwassertemperatur angehoben werden muß, um Kon densation an den Rohrleitungen und den Paneelen zu vermeiden, wo durch die Leistung der Kühldecke stark sinkt.In many cases, attempts were made to bypass the air treatment and the necessary to realize outside air supply through window ventilation. The use of Chilled ceilings with window ventilation has not proven itself, however, as it is on hot, humid summer days due to the high dew point of the Outside air the cold water temperature must be raised to Kon to avoid densation on the pipes and panels where due to the performance of the chilled ceiling.

In neuerer Zeit gab es Vorschläge die Kühlung und Entfeuchtung der Raumluft im Raum mittels Membranabsorption unter Verwendung wäßri ger Salzlösungen in Hohlmembranen zu lösen:
EWERT, M., GLÜCK, B., SCHILLER, H., ALBRECHT, W., HILKE, R., WEIGEL, TH.: Verfahren zur Kühlung oder Heizung eines Raumes bei gleichzeitiger Entfeuchtung und Kühl- bzw. Heizelement hierzu. Patentanmeldung 1998.More recently there have been proposals to solve the cooling and dehumidification of the room air in the room by means of membrane absorption using aqueous salt solutions in hollow membranes:
EWERT, M., GLÜCK, B., SCHILLER, H., ALBRECHT, W., HILKE, R., WEIGEL, TH .: Process for cooling or heating a room with simultaneous dehumidification and a cooling or heating element for this. Patent application 1998.

Es wird der Einsatz einer LiCl-Lösung in hydrophoben, hochporösen Hohlmembranen vorgeschlagen, die den Wärme- und Stofftransport aus dem Raum übernimmt. Der Absorbensflüssigkeitsstrom muß außerhalb des Raumes - beispielsweise in einer Zentrale - durch energieintensive Kühlung des Stoffstromes und Aufkonzentrierung - beispielsweise durch Membrandestillation eines Teilstromes - auf die ursprünglichen Zustands größen, die am Eintritt in das im Raum befindliche Bauelement galten, gebracht werden, so daß ein stationärer Kreislauf entsteht.There is the use of a LiCl solution in hydrophobic, highly porous Hollow membranes suggested that the heat and mass transfer from takes over the room. The absorbent liquid flow must be outside of the room - for example in a headquarters - through energy-intensive Cooling of the material flow and concentration - for example through Membrane distillation of a partial stream - to the original state sizes that were valid at the entrance to the component in the room, brought, so that a stationary circuit is formed.

Alle genannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Energieaufwen dungen durch erhebliche Primärenergieanteile geprägt sind. Umweltener gie kann wegen üblicherweise niedriger Temperaturen und/oder nicht zeitgleicher Bereitstellung nur in engen Teilbereichen eingesetzt werden.All of the methods mentioned have the disadvantage that the energy is expended are characterized by significant primary energy shares. Environmentalist gie can because of usually low temperatures and / or not simultaneous provision can only be used in narrow sub-areas.

Zukunftsträchtig erscheint deshalb der Einsatz und das bewußte Einbe ziehen von Wärme- und Feuchtigkeitsspeicherkapazitäten im Raum, die die komplexen Aufgaben der Raumtemperatur- und Raumluftfeuchtebe einflussung - gemäß der dargestellten Matrix - über längere Zeiträume strecken, d. h. bewußt in instationäre Vorgänge überführen, um Umwelte nergiedargebote maximal nutzen zu können. Therefore, commitment and conscious involvement appear promising for the future draw from heat and moisture storage capacities in the room that the complex tasks of room temperature and room humidity influence - according to the matrix shown - over longer periods of time stretch, d. H. consciously transform into transient processes, around the environment maximum use of energy offers.

Die Größe der Wärme- und Feuchtespeicherpotentiale und ihre Nutzbar keit verdeutlicht die nachfolgende Überschlagsrechnung.The size of the heat and moisture storage potential and its usability speed is illustrated in the following rough calculation.

Wärmespeicherung in den Raumumfassungen aus Beton:
Heat storage in the room enclosures made of concrete:

q = δ a ρ c Δt = 1 800 000 J/m²g_Bodenfläche
q = δ a ρ c Δt = 1 800 000 J / m ² g _{floor area}

mit
δ = 0,05 m Speicherdicke des Bauteils (Teil der Gesamtdicke)
a = 3 Verhältnis der raumseitigen Oberfläche der spei chernden Bauteile zur Bodenfläche
ρ = 2400 kg/m³ Dichte des Bauteils (Beton)
c = 1000 J/(kg K) spezifische Wärmespeicherkapazität
Δt = 5K Temperaturschwankung im Bauteil (z. B. zwischen der Temperatur nach Vorkühlung des Bauteils und der Temperatur nach vollständiger Aufheizung).With
δ = 0.05 m storage thickness of the component (part of the total thickness)
a = 3 ratio of the room-side surface of the storage components to the floor area
ρ = 2400 kg / m ³ density of the component (concrete)
c = 1000 J / (kg K) specific heat storage capacity
Δt = 5K temperature fluctuation in the component (e.g. between the temperature after pre-cooling of the component and the temperature after complete heating).

Bei einer Wärmelast in einem Büro von q = 50 W/m² _Bodenfläche ist damit der Wärmeeintrag über
With a heat load in an office of q = 50 W / m ^{2 of} _{floor space} , the heat input is over

τ = q/q = 36 000 s = 10 h
τ = q / q = 36,000 s = 10 h

speicherbar.storable.

Feuchtespeicherung in den Umfassungen (z. B. offenporiger Kalkzement putz):
Bei einem Anstieg der relativen Raumluftfeuchte von 40% auf 80% sind in 10 h etwa 50 g_Wasser/m² _Oberfläche aufnehmbar [RECKNAGEL, SPRENGER, SCHRA-MEK: Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik, 68. Auflage, Seite 187. München: Oldenbourg 1997]. Bei a = 3 sind dies 150 g_Wasser/m² _Bodenfläche. Demgegenüber steht die innere Last bei Büronutzung (1 Per son pro 10 m² _Bodenfläche mit einer Wasserabgabe von 60 g_Wasser/h) von etwa 6 g_Wasser/(m² _Bodenfläche h). Moisture retention in the enclosures (e.g. open-pore lime cement plaster):
If the relative air humidity rises from 40% to 80%, about 50 g _water / m ² _{surface can be} absorbed in 10 h [RECKNAGEL, SPRENGER, SCHRA-MEK: Paperback for heating + air conditioning technology, 68th edition, page 187. Munich: Oldenbourg 1997]. With a = 3, this is 150 g _water / m ² _{floor area} . In contrast, there is the internal load in office use (1 person per 10 m ² _{floor area} with a water release of 60 g _water / h) of about 6 g _water / (m ² _{floor area} h).

Derartige Überlegungen sind teilweise im thermischen Bereich mit der bekannten, zur Zeit mehrfach angewandten Methode der Bauteilheizung und Bauteilkühlung realisiert. Beim sogenannten BATISO®-Verfahren werden durch im Beton eingegossene, wasserdurchflossene Rohrregister die raumbegrenzenden Bauteile - in der Regel die Decken - auf einer be stimmten Temperatur - beispielsweise 20°C bis 22°C - gehalten, wobei der Wasserstrom außerhalb des Raumes in Abhängigkeit der thermischen Raumlast gekühlt oder geheizt werden muß. Den Feuchtetransport (sen sible Raumlast) übernimmt in gewohnter, vorher beschriebener Weise die Lüftung.Such considerations are partly in the thermal range with the known method of component heating that is currently used several times and component cooling. With the so-called BATISO® process are by means of pipe registers which are poured into the concrete the space-limiting components - usually the ceilings - on a be agreed temperature - for example, 20 ° C to 22 ° C - kept the water flow outside the room depending on the thermal Room load must be cooled or heated. Moisture transport (sen sensitive space load) takes over in the usual, previously described manner Ventilation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein gangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit einem raum begrenzenden oder raumteilenden Bauelement die Wärmezu- oder -ab fuhr kombiniert mit einer Feuchtezu- oder -abfuhr ohne Entstehen von Kondenswasser auf der Oberfläche ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of a method gangs mentioned in such a way that with a room delimiting or space-dividing component, the heat increase or decrease drove combined with a moisture supply or removal without creating Condensation on the surface is made possible.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is characterized by those in claim 1 Features resolved.

Der Kerngedanke für das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß erkannt worden ist, daß das thermo-hygro-aktive Bauteil - bestehend aus einer Wärme- und Feuchtespeicherkapazität - auf die Wärme- und Feuchtespitzen dämpfend wirkt und daß die Wärmezu- oder die Wär meabfuhr zeitversetzt zu ihrem Entstehen im Raum durch ein wasser dichtes Röhrensystem - durchflossen von einem Heiz- oder Kühlmittel - erfolgen kann, und daß die Feuchtezu- oder die Feuchteabfuhr zeitver setzt zu ihrem Entstehen im Raum durch ein wasser- und wasserdampf durchlässiges (permeables) Röhrensystem - gefüllt mit Wasser zur Be feuchtung oder gefüllt mit Luft oder einem Luft-Wasser-Wasserdampf- Gemisch bei gleichzeitigem Unterdruck zur Entfeuchtung - erfolgen kann, wobei die Wärmequellen bzw. -senken außerhalb des Raumes im ge schlossenen Wärmeträgerkreislauf integriert sind und ihre Wirkungen steuerbar nach Bedarf und Anfall der Wärmeenergie unter Auswertung individuell gestaltbarer Zielfunktionen optimiert werden können, und wobei außerdem die Aktivierung des Be- bzw. Entfeuchtungssystems durch Wasserzufuhr nahezu drucklos oder durch Erzeugung und Aufrechterhal tung eines Vordruckes, beispielsweise durch eine Förder- und Druckhal tepumpe, bzw. durch Absaugen des Wassers und Unterdruckbildung so wie deren Aufrechterhaltung, beispielsweise durch eine saugseitig ange schlossene Luftpumpe oder eines Gebläses, nach Bedarf gesteuert wird. Durch gezielte Überlagerung (Kombination) der beschriebenen Aktivitäten kann eine Vielzahl von Klimatisierungsaufgaben gelöst werden.The main idea for the method according to the invention is that has been recognized that the thermo-hygro-active component - consisting of a heat and moisture storage capacity - on the heat and Moisture peaks have a dampening effect and that the warmth or warmth Removal is delayed by water as it arises in the room dense tube system - flowed through by a heating or cooling agent - can be done, and that the moisture supply or moisture removal zeitver relies on their creation in the room through water and water vapor permeable tube system - filled with water for loading dampening or filled with air or an air-water-water vapor Mixture with simultaneous negative pressure for dehumidification - can take place, the heat sources or sinks outside the room in ge closed heat transfer circuit are integrated and their effects controllable as required and accumulation of thermal energy under evaluation individually designed target functions can be optimized, and where also by activating the humidification or dehumidification system Water supply almost pressureless or through generation and maintenance tion of a form, for example by a delivery and Druckhal tepumpe, or by sucking off the water and creating a vacuum how to maintain them, for example by a suction side closed air pump or blower, controlled as needed. Through a targeted overlay (combination) of the activities described a variety of air conditioning tasks can be solved.

Welche der möglichen Kombinationen im praktischen Fall konstruktiv rea lisiert werden, ist im Interesse der Wirtschaftlichkeit von der Häufigkeit des Auftretens abhängig zu gestalten. Um die Anforderungshäufigkeit beur teilen zu können, wird die eingangs dargestellte Matrix mit Jahresstunden gefüllt.Which of the possible combinations is constructively real in the practical case is in the interest of economy from the frequency of the Make appearance dependent. To assess the frequency of requests To be able to share is the matrix shown at the beginning with annual hours filled.

Der zulässige Behaglichkeitsbereich für Wohn- und Büroräume wird nach den anerkannten Regeln (z. B. DIN 4701, DIN 1946/02) überschlägig durch die Isothermen t = 20°C und t = 26°C, die Isohygre x = 11,5 g_w/kg_tL (Schwülegrenze) und die relativen Feuchten ϕ = 30% und p 65% begrenzt. Dieser Bereich ist in Fig. 1 nach [GLÜCK, B.: Vergleichspro zesse der Klimatechnik. Heidelberg: C. F. Müller Verlag 1998] dargestellt:The permissible comfort range for living and office spaces is roughly determined according to the recognized rules (e.g. DIN 4701, DIN 1946/02) by the isotherms t = 20 ° C and t = 26 ° C, the isohygre x = 11.5 g _w / kg _tL (humidity limit) and the relative humidity ϕ = 30% and p 65% limited. This area is in Fig. 1 after [GLÜCK, B .: Comparative processes of air conditioning technology. Heidelberg: CF Müller Verlag 1998] shown:

Fig. 1 Mollier-h,x-Diagramm für feuchte Luft mit eingetragenem Behag lichkeitsbereich für Menschen in Wohn- und Bürogebäuden und näherungsweise Kennzeichnung der Außenluftzustände, die ei nen energieintensiven Betrieb der Heizungs- und RLT-Anlage er fordern. Fig. 1 Mollier-h, x diagram for humid air with a registered comfort area for people in residential and office buildings and approximately labeling of the outside air conditions, which require an energy-intensive operation of the heating and ventilation system.

Läßt man gewisse Toleranzen zu und beachtet die üblichen Effekte wie innere Wärmequellen, Sonneneinstrahlung, Speichervermögen, individu eile Lüftungs- und Verschattungsgewohnheiten usw., so kann um diesen zulässigen Behaglichkeitsbereich ein "vergrößertes Energienullgebiet" abgesteckt werden. Dies bedeutet, daß in diesem Gebiet von Außenluft zuständen bei geringen, vertretbaren Komforteinbußen nicht unbedingt die Heizung, Kühlung, Befeuchtung oder Entfeuchtung betrieben werden muß. Außerhalb der durch die Begrenzungen gebildeten Außenluftberei che sind jedoch einzelne oder kombinierte Aktionen erforderlich. Folgende stark vereinfachten Annahmen werden getroffen:
If you allow certain tolerances and take into account the usual effects such as internal heat sources, solar radiation, storage capacity, individual ventilation and shading habits, etc., an "enlarged zero energy area" can be defined around this permissible comfort range. This means that in this area of outside air conditions with little, acceptable loss of comfort, the heating, cooling, humidification or dehumidification does not necessarily have to be operated. Outside of the outdoor air areas formed by the limits, however, individual or combined actions are required. The following greatly simplified assumptions are made:

Die durch diese Begrenzung entstandenen Bereiche sind ebenfalls in Fig. 1 eingetragen. Selbstverständlich handelt es sich dabei um Grobannah men. Die im Einzelfall festzulegenden Grenzkurven werden z. B. von den inneren Lasten beeinflußt.The areas resulting from this limitation are also entered in FIG. 1. Of course, these are rough assumptions. The limit curves to be determined in individual cases are e.g. B. influenced by the internal loads.

Unabhängig von der speziellen technischen Realisierung sind die in Fig. 1 charakterisierten Gebiete allgemein als Außenluftbereiche zu verstehen, die einen energieintensiven Betrieb der Anlage erfordern. Die meteorolo gischen Daten - Lufttemperatur und Luftfeuchte - sollten in den gekenn zeichneten Bereichen deshalb möglichst genau der langjährigen statisti schen Verteilung entsprechen. Im nachfolgenden Beispiel wird die in der DIN 4710 für Berlin angegebene 30jährige Häufigkeitsverteilung ausge wertet. Es ergibt sich die eingangs vorgestellte Matrix mit den jährlichen Stundenzahlen für die jeweiligen Einzel- bzw. Kombinationsanforderun gen:
Regardless of the special technical implementation, the areas characterized in FIG. 1 are generally to be understood as outside air areas, which require energy-intensive operation of the system. The meteorological data - air temperature and humidity - should therefore correspond as closely as possible to the long-term statistical distribution in the marked areas. In the following example, the 30-year frequency distribution specified in DIN 4710 for Berlin is evaluated. The matrix presented at the outset results with the annual number of hours for the individual or combination requirements:

Diese Anforderungsmatrix kann durch das erfindungsgemäße Verfahren unter Einsatz des thermo-hygro-aktiven Bauteils nach Anspruch 6 lüc kenlos erfüllt werden.This requirement matrix can be achieved by the method according to the invention using the thermo-hygro-active component according to claim 6 lüc to be met without a doubt.

Erfindungsgemäß löst das thermo-hygro-aktive Bauelement die unter schiedlichen Aufgaben dadurch, daß einerseits der durch natürliche Kon vektion und/oder Strahlung übertragene positive oder negative Wär mestrom vom Raum an die Bauteiloberfläche - beispielsweise einer Wand und/oder Decke - durch Wärmeleitung in das Bauteilinnere gelangt und verstärkt oder abgeschwächt durch Wärmespeichervorgänge im Material des Bauteils in den Wärmeaustausch mit dem wärmeträgerdurchflosse nen Rohrsystem (Fig. 2) tritt, wobei sich die Temperatur des Wärmeträ gers - vorwiegend handelt es sich um Wasser - im Kühlfall erhöht und im Heizfall erniedrigt, und daß andererseits der durch das Partialdruckgefälle des Wasserdampfes in der Raumluft und im Bauteilinneren bewirkte posi tive oder negative Wasserdampfstrom von der Raumluft in das poröse Bauteil gelangt und verstärkt oder abgeschwächt durch Feuchtespeicher vorgänge unterschiedlicher physikalischer Form im Material des Bauteils in den Feuchteaustausch mit dem wasseraufnehmenden oder wasserab gebenden, permeablen Rohrsystem (Fig. 2) tritt, wobei die Wasserauf nahme durch Unterdruck im Rohrsystem, welches mit Luft oder mit einem Wasser-Wasserdampf-Luftgemisch gefüllt ist, erfolgt, und die Wasserab gabe durch die Wasservoll- oder Wasserteilfüllung des permeablen Rohr systems realisiert wird. Die Strömungsrichtung im permeablen Röhrensy stem kann wechselnd, gleichgerichtet intermittierend oder zirkulierend sein. Die Regelung oder/und Steuerung der Wärmeaufnahme oder der Wärmeabgabe des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erfolgt durch die Vorlauftemperatur des Wärmeträgers am Eintritt in das Bauteil, wobei außerhalb des Bauteils ein oder mehrere miteinander verbundene, geschlossene Wärmeträgerkeisläufe zur Kompensation des im Bauteil aufgenommenen Wärmestromes dienen. Zur geringstmöglichen Umwelt belastung sind Heiz- und Kühlvorgänge in jeweils separaten Kreisläufen und Apparaten so vorzunehmen, daß Umweltenergie einsetzbar ist. Die Regelung oder/und Steuerung der Feuchteaufnahme oder Feuchteab gabe des permeablen Rohrsystems erfolgt durch den Füllgrad der Rohre mit Wasser und durch die Größe des Unterdruckes oder Überdruckes im System sowie der Wahl der Strömungsrichtung im Röhrensystem, wobei das Einstellen der Parameter, das Entsorgen der aufgenommenen Feuchte und das Befüllen des Systems mit Wasser durch Apparaturen außerhalb des Bauteils, die zur Minimierung des technischen Aufwandes miteinander verbunden sein können, erfolgt. Zur geringstmöglichen Um weltbelastung ist die natürliche Bereitstellung des Befeuchtungswassers zu bevorzugen.According to the thermo-hygro-active component solves the under different tasks in that on the one hand the transmitted by natural con vection and / or radiation positive or negative heat flow from the room to the component surface - for example a wall and / or ceiling - by heat conduction into it The interior of the component arrives and is reinforced or weakened by heat storage processes in the material of the component in the heat exchange with the pipe system through which heat is passed ( FIG. 2), the temperature of the heat carrier - predominantly water - increases in the cooling case and decreases in the heating case, and that, on the other hand, the positive or negative water vapor flow caused by the partial pressure gradient of the water vapor in the room air and in the interior of the component reaches and is amplified or weakened by moisture storage processes of different physical shape in the material of the component in the moisture exchange with the water-absorbing or water-giving, permeable pipe system ( Fig. 2) occurs, the water uptake by negative pressure in the pipe system, which is filled with air or with a water-water vapor-air mixture, and the water delivery through the Full or partial water filling of the permeable pipe system is realized. The direction of flow in the permeable Röhrensy stem can be alternating, rectified intermittent or circulating. The regulation or / and control of the heat absorption or heat dissipation of the pipe system through which the heat carrier flows is effected by the flow temperature of the heat carrier at the entry into the component, one or more interconnected, closed heat transfer medium circuits serving to compensate for the heat flow absorbed in the component. For the lowest possible environmental impact, heating and cooling processes must be carried out in separate circuits and devices so that environmental energy can be used. The regulation or / and control of the moisture absorption or moisture delivery of the permeable pipe system is carried out by the degree of filling of the pipes with water and by the size of the negative pressure or excess pressure in the system and the choice of flow direction in the pipe system, the setting of the parameters, the disposal of the taken Moisture and the filling of the system with water by equipment outside the component, which can be connected to minimize the technical effort, takes place. For the lowest possible environmental impact, the natural provision of the dampening water is preferred.

Das erfindungsgemäße thermo-hygro-aktive Bauteil kann die vorgestellten Anforderungen auf rein physikalischer Grundlage erfüllen. Die Wärme- und Feuchtetransportvorgänge sind hinreichend bekannt und mathema tisch beschreibbar. Die treibenden Potentialunterschiede sind jedoch mit einander gekoppelt, da der Partialdruck des Wasserdampfes und der Sät tigungsdruck von der Temperatur abhängig sind. Phänomenologisch ist im Anwendungsfall der Raumkühlung und -heizung bekannt, daß die Feuch tigkeit stets in Richtung des Wärmestromes also von der höheren Tempe ratur zur niedrigeren Temperatur fließt.The thermo-hygro-active component according to the invention can do the presented Meeting requirements on a purely physical basis. The heat- and moisture transport processes are well known and mathema table writable. The driving potential differences are however with coupled to each other because the partial pressure of the water vapor and the seeding pressure are dependent on the temperature. Phenomenological is in Use case of room cooling and heating known that the damp always in the direction of the heat flow, i.e. from the higher temperature rature flows to the lower temperature.

Die zu steuernden Potentialunterschiede in Abhängigkeit der Anforde rungsmatrix zeigen die ganzjährige Anwendbarkeit der Erfindung zur Be einflussung der Raumtemperatur und der Raumluftfeuchte mit dem Ziel den nach DIN 1946, Teil 2 definierten Behaglichkeitsbereich zu sichern:
The potential differences to be controlled depending on the requirements matrix show the year-round applicability of the invention for influencing the room temperature and the room air humidity with the aim of ensuring the comfort range defined in accordance with DIN 1946, Part 2:

Feld 1: keine Aktivität erforderlich, da Behaglichkeit durch die äußeren Bedingungen gewährleistet ist;
Feld 2: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur größer Raumtemperatur betreiben, wodurch ein Wärmestrom in den Raum bewirkt wird (Wärmeabgabe des Rohrsystems); für permeables Rohrsystem keine Aktivität erforderlich;
Feld 3: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur kleiner Raumtemperatur betreiben, wodurch ein Wärmestrom aus dem Raum bewirkt wird (Wärmeaufnahme des Rohrsystems); für permeables Rohrsystem keine Aktivität erforderlich;
Feld 4: für wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem aus der Sicht der thermischen Raumbelastung keine Aktivität erforderlich; permea bles Rohrsystem mit Wasserfüllung und ggf. unter Überdruck set zen, wodurch ein Feuchtestrom in das Bauteil und von dort in den Raum durch einen Trocknungsvorgang des Bauteils bewirkt wird (Wasserabgabe des Rohrsystems); um den Trocknungsvorgang und damit die Feuchtezufuhr in den Raum zu verstärken kann das wärmeträgerdurchflossene Rohrsystem beheizt werden, wodurch einerseits die Verdampfungswärme des Befeuchtungswassers er bracht wird und gleichzeitig der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilinneren angehoben und somit die positive Partialdruck differenz zum Raum vergrößert wird;
Feld 5: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur größer Raumtemperatur, wodurch ein Wärmestrom in den Raum bewirkt wird (Wärmeabgabe des Rohrsystems); permeables Rohrsystem mit Wasserfüllung und ggf. unter Überdruck setzen, wodurch ein Feuchtestrom in den Raum bewirkt wird (Wasserab gabe des Rohrsystems); Wärmestrom und Feuchtestrom sind gleichgerichtet; um den Trocknungsvorgang und damit die Feuchtezufuhr in den Raum zu verstärken, kann die Vorlauftem peratur des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erhöht wer den, wodurch der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilin neren zusätzlich angehoben und somit die Partialdruckdifferenz zum Raum vergrößert wird;
Feld 6: keine Aktivität erforderlich, da kein Bedarf;
Feld 7: für wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem aus der Sicht der thermischen Raumbelastung keine Aktivität erforderlich; permea bles Rohrsystem unter Unterdruck setzen, wodurch ein Feuch testrom aus dem Bauteilkern bewirkt wird (Wasser- bzw. Wasser dampfaufnahme des Rohrsystems, je nach vorliegendem Aggre gatzustand des Wassers an der Rohroberfläche); um den Ent feuchtungsvorgang und damit die Feuchteabfuhr aus dem Raum zu verstärken ist das wärmeträgerdurchflossene Rohrsystem mit einer so niedrigen Temperatur zu beaufschlagen, die an der Oberfläche des Rohrsystems Kondensation bewirkt, wodurch ei nerseits die Verdampfungswärme des Entfeuchtungswassers auf genommen wird und gleichzeitig der Partialdruck des Wasser dampfes im Bauteilinneren abgesenkt und somit die Partialdruck differenz vom Raum ins Bauteilinnere vergrößert wird;
Feld 8: keine Aktivität erforderlich, da kein Bedarf;
Feld 9: wärmeträgerdurchflossenes Rohrsystem mit Vorlauftemperatur kleiner Raumtemperatur, wodurch ein Wärmestrom aus dem Raum bewirkt wird (Wärmeaufnahme des Rohrsystems); permea bles Rohrsystem unter Unterdruck setzen, wodurch ein Feuch testrom aus dem Raum bewirkt wird (Wasseraufnahme des Rohr systems); Wärmestrom und Feuchtestrom sind gleichgerichtet; um die Feuchteabfuhr aus dem Raum zu verstärken, kann die Vorlauftemperatur des wärmeträgerdurchflossenen Rohrsystems erniedrigt werden, wodurch der Partialdruck des Wasserdampfes im Bauteilinneren zusätzlich abgesenkt und somit die Par tialdruckdifferenz zum Bauteilinneren vergrößert wird.Field 1: no activity required as comfort is guaranteed by the external conditions;
Field 2: operate the pipe system through which the heat transfer medium flows, with a flow temperature greater than room temperature, which causes heat to flow into the room (heat emission from the pipe system); no activity required for permeable pipe system;
Field 3: Operate the pipe system through which the heat transfer medium flows and the flow temperature is lower than room temperature, causing a heat flow from the room (heat absorption of the pipe system); no activity required for permeable pipe system;
Field 4: no activity required for the pipe system through which the heat transfer medium flows from the point of view of the thermal space load Set permeable pipe system with water filling and, if necessary, under overpressure, whereby a moisture flow into the component and from there into the room is caused by a drying process of the component (water release of the pipe system); In order to intensify the drying process and thus the supply of moisture into the room, the pipe system through which the heat carrier flows can be heated, whereby on the one hand the heat of vaporization of the dampening water is brought to it and at the same time the partial pressure of the water vapor inside the component is increased and thus the positive partial pressure difference to the room is increased;
Field 5: Pipe system through which the heat transfer medium has a flow temperature greater than room temperature, which causes heat to flow into the room (heat emission from the pipe system); Put permeable pipe system with water filling and if necessary under excess pressure, which causes a moisture flow in the room (water delivery of the pipe system); Heat flow and moisture flow are rectified; In order to increase the drying process and thus the supply of moisture into the room, the flow temperature of the pipe system through which the heat carrier flows can be increased, which additionally increases the partial pressure of the water vapor in the interior of the component and thus increases the partial pressure difference to the room;
Field 6: no activity required as there is no need;
Field 7: No activity required for the pipe system through which the heat transfer medium flows from the point of view of the thermal space load Put the permeable pipe system under negative pressure, which causes a moisture flow from the component core (water or water vapor absorption of the pipe system, depending on the aggregate state of the water on the pipe surface); In order to intensify the dehumidification process and thus the removal of moisture from the room, the pipe system through which the heat carrier flows is subjected to such a low temperature that condensation occurs on the surface of the pipe system, whereby the heat of vaporization of the dehumidifying water is absorbed and the partial pressure of the water at the same time vapor inside the component is reduced, thus increasing the partial pressure difference from the room into the interior of the component;
Field 8: no activity required as there is no need;
Field 9: Pipe system through which the heat transfer medium flows and the flow temperature is lower than room temperature, which causes a heat flow from the room (heat absorption of the pipe system); Put the permeable pipe system under negative pressure, which causes a moisture flow from the room (water absorption of the pipe system); Heat flow and moisture flow are rectified; In order to intensify the removal of moisture from the room, the flow temperature of the pipe system through which the heat carrier flows can be reduced, whereby the partial pressure of the water vapor in the interior of the component is additionally reduced and thus the partial pressure difference to the interior of the component is increased.

Ein Ausführungsbeispiel eines thermo-hygro-aktiven Bauteils, das eine Raumbegrenzung oder einen Raumteiler darstellt, ist in den Schema zeichnungen dargestellt:An embodiment of a thermo-hygro-active component, the one Space limitation or a room divider is in the scheme drawings shown:

Fig. 2 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem Fig. 2 cross section of a thermo-hygro-active component with a water-tight and a permeable tube system

Fig. 3 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem, deren Röhren systeme sich linienförmig berühren Fig. 3 cross section of a thermo-hygro-active component with a water-tight and a permeable tube system, the tube systems touch linear

Fig. 4 Querschnitt eines thermo-hygro-aktiven Bauteils mit einem was serdichten und einem permeablen Röhrensystem, deren Röhren systeme beispielhaft in Doppelröhrenform ausgebildet sind Fig. 4 cross section of a thermo-hygro-active component with a water-tight and a permeable tube system, the tube systems are exemplarily formed in a double tube shape

Fig. 5 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Registerform Fig. 5 longitudinal section through a thermo-hygro-active component with a waterproof and a permeable tube system, each in register form

Fig. 6 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Mäanderform Fig. 6 longitudinal section through a thermo-hygro-active component with a waterproof and a permeable tube system each in a meandering shape

Fig. 7 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem, wobei das permeable Röhrensystem ebenfalls zirkulierend arbeitet Fig. 7 longitudinal section through a thermo-hygro-active component with a waterproof and a permeable tube system, the permeable tube system also working in a circulating manner

Fig. 8 Querschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einer Kon densatsperre an der untersten permeablen Röhre Fig. 8 cross section through a thermo-hygro-active component with a condensate barrier on the lowest permeable tube

Fig. 9 Querschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil, das beispiel haft aus poröser Keramik mit eingeformten gesinterten, glasierten oder lackierten Kondensatwannen besteht und die Kondensat wannen die permeablen Röhren teilweise umschließen Fig. 9 cross section through a thermo-hygro-active component, for example porous ceramic with molded sintered, glazed or varnished condensate trays and the condensate trays partially enclose the permeable tubes

Fig. 10 Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil mit einem wasserdichten und einem permeablen Röhrensystem jeweils in Registerform, wobei die Enden der permeablen Röhren zum Zwecke einer gemeinsamen Belüftung mittels eines Belüftungs ventils mit einer zusätzlichen Röhre verbunden sind Fig. 10 longitudinal section through a thermo-hygro-active component with a waterproof and a permeable tube system each in register form, the ends of the permeable tubes being connected to an additional tube for the purpose of joint ventilation by means of a ventilation valve

In Fig. 2 sind die beiden Röhrensysteme in einem vertikalen Abstand zu einander angeordnet. Das an dem wasserdichten System bei Kühlung kondensierende Wasser wird nach dem Passieren des Abstandes zum permeablen Röhrensystem von diesem bei Unterdruck aufgenommen.In FIG. 2, the two tube systems are arranged at a vertical distance to each other. The water condensing on the waterproof system during cooling is taken up by the latter after passing the distance to the permeable tube system under negative pressure.

Um diesen Vorgang zu unterstützen, kann das poröse und feuchtespei chernde Massivbauteil auch mit unterschiedlicher Struktur gestaltet sein, was ebenfalls erfindungsgemäß ist. So könnte zwischen den Röhrensy stemen eine bevorzugt vertikale, sonst eine bevorzugt horizontale Struktur realisiert sein.To support this process, the porous and moist food solid construction components can also be designed with different structures, which is also according to the invention. So could between the tubes a preferred vertical, otherwise a preferred horizontal structure be realized.

In Fig. 3 wird gezeigt wie sich das wasserdichte und das permeable Röh rensystem paarweise, linienförmig berührt, wodurch die kombinierte Wir kung, die erfindungsgemäß Aufgabe des Bauteils ist, in enger Verknüp fung miteinander erreicht wird. Andere geometrische Anordnungen der Röhrensysteme im Bauteil oder auch an dessen Oberfläche - als die in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten Varianten - sind auch erfindungsgemäß. Gleiches gilt für die Form der Röhren und deren Querschnittsgrößen. Die Röhrensysteme können auch als Doppelröhrensystem - wie in Fig. 4 bei spielhaft gezeigt - ausgebildet sein, wobei die Verbindung zwischen bei den Röhren durch einen festen Steg ebenfalls erfindungsgemäß ist. In Fig. 3 it is shown how the watertight and permeable tube system touches in pairs, linearly, whereby the combined effect, which is the object of the component according to the invention, is achieved in close association with one another. Other geometric arrangements of the tube systems in the component or on the surface thereof - as those illustrated in Figures 2 and 3 variants -.. Are also according to the invention. The same applies to the shape of the tubes and their cross-sectional sizes. The tube systems can also be designed as a double tube system - as shown by way of example in FIG. 4 - the connection between the tubes by means of a fixed web also being in accordance with the invention.

In Fig. 5 und Fig. 6 sind unterschiedliche Röhrenformen im Längsschnitt durch ein thermo-hygro-aktives Bauteil für das wasserdichte und das per meablen Röhrensystem jeweils gezeigt. Die dargestellten Varianten - Re gisterform und Mäanderform - können auch kombiniert auftreten, ebenso sind Einzelröhren konstruktiv möglich und erfindungsgemäß. Gleiches gilt auch für die Lage der Röhren im Bauteil, die in der dargestellten Bilde bene um einen beliebigen Winkel gedreht sein können und auch nicht parallel zu den Bauteiloberflächen verlaufen müssen. Es ist weiterhin er findungsgemäß, daß das feuchteregulierende System in Form zweier Ein zelsysteme - nach der jeweiligen Funktion getrennt - konstruktiv gelöst wird, so könnte beispielsweise die Befeuchtung durch ein Einzelrohr mit Perforation und die Kondenswasseraufnahme durch ein permeables Röh rensystem erfolgen. Ebenso ist die zirkulierende Durchströmung des per meablen Röhrensystems - wie in Fig. 7 beispielhaft dargestellt - erfin dungsgemäß, wobei die Zirkulation auch intermittierend arbeiten kann.In Fig. 5 and Fig. 6 are different tube shapes in longitudinal section through a thermo-hygro-active component for the waterproof and shown by meablen tube system respectively. The variants shown - register form and meandering form - can also occur in combination, individual tubes are also structurally possible and according to the invention. The same also applies to the position of the tubes in the component, which can be rotated by any angle in the image shown and also do not have to run parallel to the component surfaces. It is also according to the invention that the moisture-regulating system in the form of two individual systems - separated according to the respective function - is structurally solved, for example, the humidification could take place through a single tube with perforation and the condensate absorption through a permeable tube system. Likewise, the circulating flow through the per meable tube system - as shown by way of example in FIG. 7 - according to the invention, wherein the circulation can also work intermittently.

Nach Fig. 8 schließt die Erfindung auch die Anordnung einer Kondensats perre in vertikalen oder unter einem Winkel geneigten Bauteilen, die die unterste permeable Röhre tangiert oder teilweise umschließt, ein. Diese Anwendung ist mitunter auch unterhalb jeder permeablen Röhre in hori zontalen oder schwach geneigten Bauteilen sinnvoll, wenn die wärmeträ gerdurchflossenen Röhren jeweils senkrecht über den permeablen Röh ren angeordnet sind. Diese Form ist in Fig. 9 dargestellt, wobei dort als Ausgestaltungsbeispiel ein poröser Keramikkörper mit Kondensatwannen, die durch Sinterung, Glasierung oder Lackierung wasserdicht oder nahezu wasserdicht entstehen, gewählt wird. Die Form der Kondensatwanne und ihre seitliche Höhe kann vorwiegend herstellungsbedingt und/oder funkti onsbedingt gestaltet werden. Eingelegte Kondensatwannen, beispiels weise aus Metall oder Kunststoff, sind ebenfalls erfindungsgemäß. According to Fig. 8, the invention also includes the arrangement of a condensate barrier in vertical or inclined components which touches or partially encloses the lowermost permeable tube. This application is sometimes useful below each permeable tube in horizontal or slightly inclined components, when the heat-flowed tubes are arranged vertically above the permeable tubes. This shape is shown in FIG. 9, a porous ceramic body with condensate trays, which are water-tight or almost water-tight by sintering, glazing or painting, being selected as an example of embodiment. The shape of the condensate tray and its lateral height can be designed mainly for production reasons and / or for functional reasons. Inserted condensate trays, for example made of metal or plastic, are also according to the invention.

In Fig. 10 sind die Enden der permeablen Röhren durch eine zusätzliche Röhre zum Zwecke einer gemeinsamen Belüftung des nichtzirkulierend arbeitenden permeablen Systems beispielhaft verbunden. Die intermittie rende Durchlüftung des permeablen Röhrensystems dient im Entfeuch tungsfall der instationären Herabsetzung des Wasserdampfpartialdruckes in den Röhren und damit zur Verstärkung des Entfeuchtungsvorganges, und ist ebenfalls erfindungsgemäß. Die Richtung der Luftdurchströmung ist hierbei grundsätzlich beliebig, wobei der gleichgerichteten Strömung zum Entfeuchtungsvorgang der Vorzug gilt. Der Luftzustrom erfolgt beim mäanderförmigen Röhrensystem (Fig. 6) durch Öffnen der Röhre an de ren Ende bzw. beim registerförmigen System (Fig. 5) durch Öffnen der Röhren an deren Enden oder bei der Variante nach Fig. 10 durch Belüf tung der zusätzlich angeordneten Verbindungsröhre mittels eines Belüf tungsventils, das in Abhängigkeit der geforderten Entfeuchtungsleistung und/oder zeitabhängig gesteuert wird. Die Betätigung des Belüftungsven tils erfolgt beispielsweise durch elektrische Fremdenergie oder vorzugs weise durch einen Druckimpuls, der durch einen verstärkten Unterdruck bewirkt wird. Die beschriebene Art der Steuerung und Aktivierung der Be lüftungsarmatur auch bei zirkulierend arbeitenden, permeablen Systemen anzuwenden, gilt ebenfalls als erfindungsgemäß.In Fig. 10, the ends of the permeable tubes are connected by an additional tube for the purpose of joint ventilation of the non-circulating permeable system. The intermittent ventilation of the permeable tube system serves in the dehumidification case of the transient reduction of the water vapor partial pressure in the tubes and thus to reinforce the dehumidification process, and is also according to the invention. The direction of the air flow is basically arbitrary here, preference being given to the rectified flow for the dehumidification process. The air flow takes place in the meandering tube system ( FIG. 6) by opening the tube at its end or in the register-shaped system ( FIG. 5) by opening the tubes at its ends or in the variant according to FIG. 10 by ventilation of the additionally arranged Connection tube by means of a ventilation valve, which is controlled depending on the required dehumidification performance and / or time-dependent. The actuation of the ventilation valve is carried out, for example, by external electrical energy or preferably by a pressure pulse which is brought about by an increased negative pressure. To use the described type of control and activation of the ventilation fitting even with circulating, permeable systems is also considered to be according to the invention.

Die im Ausnahmefall auftretende kombinierte Klimatisierungsaufgabe Kühlen und Befeuchten kann durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo-hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst werden, indem ein Bauteil die Funktion Heizen und Be feuchten und das andere Bauteil die Funktion Kühlen übernimmt, wobei die Leistung der Heizung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdampfungswärme des Befeuchtungswassers deckt.The combined air conditioning task in exceptional cases Cooling and humidification can be achieved through the arrangement and operation of two thermo-hygro-active components in the room or in the Room can be solved by a component the function heating and loading damp and the other component takes on the cooling function, whereby the power of the heater is preferably controlled so that it only the Evaporation heat of the dampening water covers.

Die im Ausnahmefall auftretende kombinierte Klimatisierungsaufgabe Hei zen und Entfeuchten kann durch die Anordnung und den Betrieb von zwei thermo-hygro-aktiven Bauteilen in der Raumumfassung oder im Raum gelöst werden, indem ein Bauteil die Funktion Kühlen und Befeuchten und das andere Bauteil die Funktion Heizen übernimmt, wobei die Leistung der Kühlung vorzugsweise so geregelt wird, daß diese nur die Verdamp fungswärme des Entfeuchtungswassers (Kondensationswärme) deckt.The combined air conditioning task Hei, which occurs in exceptional cases zen and dehumidification can be achieved by arranging and operating two thermo-hygro-active components in the room or in the room can be solved by a component cooling and humidifying and the other component takes on the heating function, whereby the power the cooling is preferably controlled so that it only the evaporator heat of dehumidification water (heat of condensation).

Die Realisierung der beiden vorgenannten Ausnahmefälle gelten auch als erfindungsgemäß.The realization of the two aforementioned exceptional cases are also considered according to the invention.

Der Wärmeträgerkreislauf oder die Wärmeträgerkreisläufe zur Bereitstel lung des jeweils benötigten Vorlaufwassers zur Bauteilheizung oder -küh lung soll erfindungsgemäß unter weitgehender Nutzung von thermischer Umweltenergie erfolgen.The heat transfer circuit or the heat transfer circuits for provision development of the flow water required for component heating or cooling According to the invention, the use of thermal should largely be used Environmental energy.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 18 gekennzeichneten Merkmale gelöst:This object is characterized by those in claim 18 Features solved:

Der Kerngedanke für das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß erkannt worden ist, daß zur Realisierung das thermo-hygro-aktive Bauteil ohne Entfeuchtungsfunktion als Gebäudeaußenelement eingesetzt wer den kann.The main idea for the method according to the invention is that It has been recognized that the thermo-hygro-active component is to be implemented who is used as an external building element without a dehumidification function that can.

Fall A (Heizfall): Der geschlossene Wärmeträgerkreislauf nimmt im Au ßenelement die diesem zufließende und in ihm gespeicherte Umweltener gie auf und führt diese den Raumumfassungen oder Raumteilerelementen zu.Case A (heating case): The closed heat transfer circuit takes on in the Au ßelement the environmental earth flowing to it and stored in it gie on and leads them to the room enclosures or room dividers to.

Fall B (Kühlfall): Der geschlossene Wärmeträgerkreislauf gibt in den Raumumfassungen oder Raumteilerelementen aufgenommene Wärme im Außenelement ab, die direkt oder durch Speichervorgänge verzögert an die Umwelt fließt. Zur Erhöhung der äußeren Kühlleistung wird das Außenelement durch ein permeables oder perforiertes Röhrensystem mit Wasser be- bzw. durchfeuchtet, wodurch einerseits die Wärmeleitung des porösen Bauteils erhöht wird, und andererseits die an die Außenatmo sphäre grenzende Oberfläche durch die Verdunstung des zugeführten Befeuchtungswassers eine Erniedrigung der Temperatur (die physikali sche Grenztemperatur ist die Feuchtkugeltemperatur) erfährt.Case B (cooling case): The closed heat transfer circuit gives in the Room enclosures or room divider elements absorbed heat in the outer element, which is delayed directly or through storage processes flows to the environment. To increase the external cooling capacity, the External element with a permeable or perforated tube system Water humidified or moistened, which on the one hand, the heat conduction of porous component is increased, and on the other hand that to the outside atmosphere spherical bordering surface by evaporation of the supplied Dampening water a lowering of the temperature (the physi limit temperature is the wet bulb temperature).

Der Einsatz von anorganischen, von mineralisierten organischen, von or ganischen Baustoffen allein oder in Verbindung mit Schutzschichten oder sogenannten Wetterschalen - auch mit geringer Wärmespeicherkapazität - gelten als erfindungsgemäß.The use of inorganic, of mineralized organic, of or gan building materials alone or in combination with protective layers or so-called weather shells - even with low heat storage capacity - are considered according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren bedingt weder das Einbeziehen des Außenelementes noch die direkte hydraulische Kopplung von Raumele ment und Außenelement. Wärme- und Kältebereitsteller können ergän zend oder allein die Bereitstellung der kalorischen Energie für das Rau melement übernehmen, ebenso sind kalorische Speicher unterschiedli cher Konstruktion und Wirkprinzipien in die wärmetechnische und hydrau lische Schaltung integrierbar.The method according to the invention does not require the inclusion of the External element still the direct hydraulic coupling of Raumele ment and outer element. Heat and cold providers can supplement zend or alone the provision of caloric energy for the rough Take over element, also caloric memories are different construction and principles of operation in the thermal and hydraulic integrated circuit.

Claims

1.Procedure for heating or cooling a room with simultaneous humidification or dehumidification of the room air in the room by means of a thermo-hygro-active component, which fulfills a space-limiting or room-dividing function, consisting of a water and water vapor permeable (hereinafter called porous) building material, in which a watertight pipe system flows through by a heating or cooling agent and in which a device for moistening or dehumidifying are integrated, characterized in that

a) that the thermo-hygro-active component, which has a heat and moisture storage capacity, has a dampening effect on the heat and moisture peaks that occur in the room depending on the load and
that the supply of heat or the heat dissipation to their Ent stand in the room through a waterproof pipe system - through sen by a heating or cooling agent - and
that the moisture supply or the moisture removal staggered to their Ent stand in the room through a permeable water and water vapor permeable (hereinafter referred to as permeable) tube system - filled with water for moistening or filled with air or an air-water-water vapor mixture simultaneous vacuum for dehumidification - takes place,
b) that the watertight tube system in the component is formed by flowing from a heat transfer medium, outside the component by pipes and appliances to form a closed circuit, in which there is at least one heat source and one heat sink, which can also be configured in terms of apparatus ,
c) that the heat sources or sinks, which are integrated outside of the room in the heat transfer circuit, are activated as required by the heat or cooling load with evaluation of individually configurable target functions,
d) that the permeable tube system located in the component is activated by apparatuses outside the component,
by humidification by supplying water and by generating and maintaining a pre-pressure, for example by means of a feed and pressure-maintaining pump, and
the dehumidification by suction of the water and vacuum formation as well as their maintenance, for example by an air pump or a blower connected on the suction side, is realized, the direction of flow in the permeable tube system being alternating, rectified intermittent or circulating,
e) that the moisture sources or sinks, which are integrated outside the room in the apparatus-based humidification and dehumidification system, are activated as required by the moisture load by evaluating individually designable target functions,
f) that heating, cooling, humidifying, dehumidifying, heating and humidifying, cooling and dehumidifying are solved by the individual activities which are technically possible with the waterproof tube system and the per meable tube system or by targeted combinations of the activities,
g) that the separate performance of heating or cooling and humidifying or dehumidifying, insofar as these processes are not linked to one another by physically-related transport and storage processes in the porous component, by means of two systems utilizing the damping of the load requirements by reducing the maximum Requirement amplitudes and, through the temporal phase shift of the demand values, implies the prerequisite for optimal control of the process in terms of primary energy savings.

2. The method according to claim 1, characterized, that the tube system incorporated in the thermo-hygro-active component systems for separate heat and moisture transport must work continuously and at the same time, but depending on need be controlled, which is also a conscious temporary shutdown includes one or both systems, with the decommissioning for an entire weather period or for a season Chen space is expandable.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that the activation broke in the thermo-hygro-active component pipe systems for separate heat and moisture transport so that as large a proportion of the energy required as possible realized through the use of environmental energy by Target functions for the individual systems and / or their combination nation.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that the activation broke in the thermo-hygro-active component pipe systems for separate heat and moisture transport so that the implementation of the target functions by a tax tion, the adaptive elements, fuzzy regulations or neural Includes networks, is realized.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized, that the permeable introduced in the thermo-hygro-active component Pipe system if it is connected circulating at low too compensating thermal load also the heat supply or heat Removal takes over.

6. Thermo-hygro-active component as a space-limiting or space-dividing element, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5, consisting of a water and water vapor permeable (hereinafter referred to as porous) building material in which a system for heating and / or cooling of a room, which is formed by a watertight pipe system - through which a heating or cooling medium flows - and in which a device for humidifying and / or dehumidifying the room air in the room is integrated, characterized in that

a) that the porous component, consisting of inorganic, mineralized organic or organic building materials, in which plastics are included, alone or from combinations of these materials, has heat and / or moisture storage properties, the moisture storage on water, Water vapor or a mixture of the two states of matter,
b) that the porous component is used for temporary heat and / or moisture storage,
c) that in the porous component, a watertight tube system is immovable and with good heat closure, ie with a small thermal conductivity between the outer tube surface and the enveloping porous component, is integrated, through which a heat transfer medium, preferably water or brine flows, and that this tube system is formed into a closed circuit by piping and apparatuses arranged outside the component, the flow temperature of the heat transfer medium being controllable and / or regulatable and realized in the cooling case below the room temperature and in the heating case above the room temperature,
d) that further in the porous component a water and water vapor permeable (hereinafter referred to as permeable) tube system - filled with water for humidification or with air or an air-water-water vapor mixture with simultaneous vacuum for dehumidification - immovable and with at the Surface of the connection to the porous component, whereby an intensive moisture exchange is realized, is arranged,
through which water is introduced in the case of humidification and can be provided with a boost pressure to increase the humidification effect, the water introduction and pressure application being carried out by apparatuses arranged outside the component, and the control and / or regulation of the humidification by the degree of filling of the water in the permeable tubes and the form is done, and
by the water in the form of vapor, liquid or a mixture of both physical states under the action of a negative pressure, which must be increased to intensify the process, is withdrawn, the negative pressure generation and the water drainage being carried out by apparatuses arranged outside the component, and the control and / or dehumidification is controlled by the negative pressure in the permeable tubes,
e) that the closed tube system and the permeable Röhrensy stem lie in the axis of symmetry of the component, and the tubes are preferably circular or oval in cross-section, the tubes not touching.

7. thermo-hygro-active component according to claim 6, characterized, that the porous component between the tubes and outside the Pipe layers with different pores towards the surface of the component has structures to the water vapor transport between the room-side component surfaces and the pipe layer level as well as the possible water transport in the pipe layer level under consideration to optimize the effect of gravity.

8. Thermo-hygro-active component according to claim 6 or 7, characterized in that
that the waterproof and permeable tube systems are deliberately arranged off-center in the component in order to achieve an improved single or combination function based on heating, cooling, humidifying, dehumidifying, heating and humidifying, cooling and dehumidifying, and
that several tube systems of both types can be built into a component in order to selectively remove the storage heat or preferably the heat currently entered into the component, the storage heat and the heat can be rated positively or negatively, and
that separate, waterproof tube systems can feed into un different heat source or heat sink circuits, the operation of which is controlled in a temperature and / or time-dependent manner.

9. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 8, characterized, that the preferred circular or oval cross-sectional shape of the Tubes of both systems are deliberately changed or capillary tubes are used to gain material-related benefits and / or knockout Use the most advantages and achieve performance increases.

10. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 9, characterized, that the tubes of both systems touch and the axis of the per meable tube in the same direction as the direction of gravity which is arranged of the waterproof tube.

11. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 10, characterized in that
that the two tube systems are made in the form of a double tube or double tube system, which can also be connected by a web, and
that the respective partial cross sections are shaped differently to suit the different functions.

12. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 11, characterized, that the tube systems in the component preferably in register and Ma different construction are to be used, whereby the arrangement in the component visually of the connections to the outside as well as regarding the location of the Distribution lines is arbitrary.

13. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 12, characterized, that with a reduction in dehumidification requirements the permeable tube system in the component by a perforated tube system, if it is cheaper, replaced becomes.

14. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 13, characterized, that the tube systems integrated in the component with low lei performance requirements are to be replaced by single tubes, this does not necessarily apply to both systems at the same time.

15. The method according to any one of claims 6 to 14, characterized, that the permeable introduced in the thermo-hygro-active component Pipe system with low or reduced Ent moisture load or with limited requirements for dehumidification device is connected in a circulating manner and if there is less available or with reduced thermal load or with limited requirements The heat supply or heat also needs to be reduced removal with takes over.

16. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 15, characterized, that viewed in the direction of gravity in the porous component under a permeable tube or one among several permeable tubes or several channel-like condensate barriers are arranged, which Tangle or partially enclose the underside of the tubes.

17. Thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 16, characterized, that the task of the permeable tube system in the component and dehumidification into two basic tasks and and is realized by two separate systems, such that the dehumidification takes place in the manner described and that the humidification through perforated integrated in the component Tubes that are supplied with dampening water are made.

18. The thermo-hygro-active component according to one of claims 6 to 17 is used as a building exterior element bordering on the outside atmosphere, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 5 with the aim of increasing the use of environmental energy, characterized in that

a) that the component is designed without a dehumidification function and serves as a heat source or heat sink in the closed heat transfer circuit, to which the waterproof tube system of the thermally hygro-active component arranged on the spatial side is connected according to one of claims 6 to 17,
b) that the porous component, consisting of inorganic, mineralized organic or organic building materials, in which plastics are included, alone or from combinations of these materials, which may be protected on the outside air side by a weather shell, heat and / or moisture storage Possesses properties, whereby the moisture storage relates to water,
c) that the porous component is used for temporary heat and / or moisture storage,
d) that a watertight tube system is immovably connected in the porous component and with good heat closure, ie with a small thermal conductivity between the outer tube surface and the enveloping porous component, through which a heat carrier medium, preferably water or brine, flows,
that a water-permeable or perforated tube system is also immovably arranged in the porous component for moistening the porous component, the humidification to improve the thermal conductivity in the component and thus to increase the heat exchange with the outside air, when used as a heat sink in addition to reducing the component temperature in the direction of the wet bulb temperature, controlled and / or regulated, and water is introduced under pressure into the tube system in the event of moistening,
e) that the closed tube system and the permeable or perforated tube system lie in the axis of symmetry of the component, and the tubes preferably have a circular or oval cross section, the tubes not touching each other,
f) that by the location of the perforated tubes and by the controlled loading of the tubes with water as a function of the force of gravity and the pore structure of the porous component, as homogeneous a humidification as possible for improved heat conduction in the component and / or for reducing the component surface temperature, as homogeneous a moistening as possible the surface on the outside air is effected.

19. Thermo-hygro-active component according to claim 18, characterized, that the porous component as a braid consisting of the in the An saying 18 substances is formed.

20. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 or 19, characterized in that
that the watertight and / or the permeable or perforated tube systems are deliberately arranged off-center in the component, to thereby achieve an improved heat source or heat sink performance, and
that several tube systems of both types can be built into a component in order to selectively remove the storage heat or preferably the heat currently entered into the component, the storage heat and the heat can be rated positively or negatively, and
that separate waterproof tube systems can feed into un different consumer circuits, the operation of which is controlled in a temperature and / or time-dependent manner.

21. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 20, characterized, that the preferred circular or oval cross-sectional shape of the Tubes of both systems are deliberately changed or capillary tubes are used to gain material-related benefits and / or knockout Use the most advantages and achieve performance increases.

22. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 21, characterized, that the tubes of both systems touch and the axis of the per mabllen or perforated tube in the opposite direction of gravity tion is arranged above that of the waterproof tube.

23. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 22, characterized, that the two tube systems in the form of a double tube or Double tube system are made, which also by a Bridge can be connected, and that the respective partial cross-sections adapted to the different Functions are shaped differently.

24. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 23, characterized, that the tube systems in the component preferably in register and Ma different construction are to be used, whereby the arrangement in the component visually of the connections to the outside as well as regarding the location of the Distribution lines is arbitrary.

25. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 24, characterized, that the component borders the outside air on both sides, this one can also be designed as rear ventilation.

26. Thermo-hygro-active component according to one of claims 18 to 25, characterized, that the integrated tube system for moistening at ver tical or sloping walls by a single arranged above tube is replaced, or that with horizontal or slightly inclined construction divide a tube system located in the upper section of the component with additional distribution device, preferably as a perforated channel trained, arranged.

27. The method according to any one of claims 18 to 26, characterized, that the permeable introduced in the thermo-hygro-active component Pipe system is circulating and humidification only when a limit pressure is exceeded, the Zir Kulationsmedium is also the heat transfer medium, so that permeable tube system in this case the heat source or heat mesenke forms.

28. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that in the heat transfer circuit between the thermo-hygro-active Component according to one of claims 6 to 17 and the thermo-hygro active building exterior component according to one of claims 18 to 27 Heat storage and / or cold storage for time requirements push in addition to conventional heating and cooling ready actuators are installed.

29. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that in special cases the combined air conditioning task cooling and Humidify by arranging and operating two thermo- hygro-active components in the room or in the room is the function of heating and humidifying and the other component takes on the cooling function, with the performance of the Heating is preferably controlled so that it only the evaporator heat of dampening water.

30. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that in special cases the combined air conditioning task heating and Dehumidification through the arrangement and operation of two thermo- hygro-active components in the room or in the room is the function of cooling and humidifying and the other component takes on the function of heating, the performance of Cooling is preferably controlled so that only the evaporator heat of dehumidification water (heat of condensation) takes.

31. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that the permeable pipe system to reinforce the dehumidification effect and optionally also when it is decommissioned is ventilated intermittently, with the control of ventilation in Dependence of the required dehumidification performance and / or time dependent by opening a ventilation valve at for example a ventilation valve, by external energy or before preferably by a pressure pulse that is amplified by an Negative pressure in the system is caused, the air supply is established, the ventilation fitting both outside the thermo-hygro-ak tive component and can be arranged within this, and being in the event that the permeable system does not circulate as the system is designed, the thermo-hygro-active component according to ei nem of claims 6 to 17 to add constructive is that a connection from the endpoint or endpoints of the permeable pipe system for the ventilation fitting is manufactured, the endpoints of the permeable tubes are also marked by an additional Lich tube to be inserted into the component can, and to this then a ventilation fitting or more Ventilation fittings can be connected.